Abstract
This paper presents the implementation of the speed control system for 3 phase induction motor using PD controller and neural networks. The PD controller is used to control the motor and to train neural networks at the first time. And neural networks are widely used as controllers because of a nonlinear mapping capability, we used feedforward neural networks(FNN) in order to simply design the speed control system of the 3 phase induction motor. Neural networks are tuned online using the speed reference, actual speed measured from an encoder and control input current to motor. PD controller and neural networks are applied to the speed control system for 3 phase induction motor, are compared with PI controller through computer simulation and experiment respectively. The results are illustrated that the output of the PD controller is decreased and feedforward neural networks act main controller, and the proposed hybrid controllers show better performance than the PI controller in abrupt load variation and the precise control is possible because the steady state error can be minimized by training neural networks.
본 논문에서는 PD 제어기와 신경회로망을 이용하여 3상 유도전동기의 속도제어 시스템을 구현하고자 한다. PD 제어기는 초기의 제어를 담당하며 신경회로망의 초기 학습을 담당한다. 또한, 신경회로망은 비선형 매핑능력과 학습능력이 탁월하기 때문에 제어기로 많이 사용되며 특히 전향경로 신경망은 구조가 매우 간단하기 때문에 본 논문에서는 이를 이용하여 유도전동기의 속도제어 시스템에 구현하였다. 신경회로망의 입력으로는 모터의 기준속도, 엔코더를 이용하여 측정한 모터의 실제 속도와 제어입력 전류를 이용하였고, 온라인 상태로 학습되도록 하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘의 타당성을 보이기 위해 기존에 널리 사용되었던 PI 제어기와 비교평가를 하였으며 시뮬레이션과 실험결과로부터 초기운전 상태에서는 PD 제어기가 주로 제어를 담당하지만 시간이 지남에 따라 신경회로망이 학습되어 신경회로망이 주 제어기가 됨을 확인하였다. 아울러, 제안된 하이브리드 제어기가 PI 제어기보다 우수하고 특히 부하변동과 같은 외란에 강인함을 알 수 있었으며, 정상상태 오차가 현저히 감소하여 정밀한 속도제어가 가능함을 확인하였다.
